Жүректің өткізгіш жүйесі. Жүрек автоматиясы механизмі. Биология, 10 сынып, дидактикалық материал.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В СЕРДЦЕ

Электрические явления в сердце. Электрокардиограмма. Появление электрических потенциалов в сердечной мышце связано с движением ионов через клеточную мембрану. Основную роль при этом играют катионы натрия и калия. Известно, что внутри клетки калия значительно больше, чем в околоклеточной жидкости, концентрация внутриклеточного натрия, наоборот, значительно меньше, чем околоклеточного. В состоянии покоя наружная поверхность клетки миокарда имеет положительный заряд в результате перевеса катионов натрия; внутренняя поверхность клеточной мембраны имеет отрицательный заряд в связи с перевесом внутри клетки анионов (С1-, НСО-3 и др.). В этих условиях клетка поляризована. Под влиянием внешнего электрического импульса клеточная мембрана становится проницаемой для катионов натрия, которые направляются внутрь клетки, и переносит туда свой положительный заряд. Наружная поверхность данного участка клетки приобретает отрицательный заряд в связи с перевесом там анионов. Этот процесс называется деполяризацией и связан с потенциалом действия (рис. 99). Скоро вся наружная поверхность клетки снова приобретает отрицательный заряд, а внутренняя — положительный. Таким образом, происходит обратная поляризация. Если выход калия из клетки превышает поступление натрия в клетку, тогда наружная поверхность мембраны снова постепенно приобретает положительный заряд, а внутренняя — отрицательный. Этот процесс называется реполяризацией. Вышеперечисленные процессы происходят во время систолы. Если вся наружная поверхность снова приобретает положительный заряд, а внутренняя — отрицательный, то это соответствует диастоле. Во время диастолы происходят постепенные обратные движения ионов калия и натрия, которые мало влияют на заряд клетки, поскольку ионы натрия выходят из клетки, а ионы калия входят в нее одновременно. Эти процессы уравновешивают друг друга.

Рис. 99. Схема потенциала действия:а — местные колебания мембранного потенциала; b — восходящая часть пика потенциала действия (фаза деполяризации); с — нисходящая часть пика потенциала действия (фаза реполяризации); d — отрицательный следовый потенциал; е — положительный следовый потенциал. Стрелкой указан момент нанесения раздражения

Вышеназванные процессы относятся к возбуждению единичного мышечного волокна миокарда. Возникнув при деполяризации, импульс вызывает возбуждение соседних участков миокарда, которое постепенно охватывает весь миокард, и развивается по типу цепной реакции. Возбуждение сердца начинается в синусном узле. Затем от синусного узла процесс возбуждения распространяется на предсердия по предсердным проводящим путям. От предсердий оно идет к атриовентрикулярному узлу, где происходит задержка импульса в связи с его более медленным проведением в этом участке. Обогнув атриовентрикулярное соединение, возбуждение переходит на ствол пучка Гиса, а затем на его разветвление — на правую и левую ножки. Последние образуют сеть волокон Пуркине, которые широко анастомозируют друг с другом.Электрокардиограмма (ЭКГ) представляет собой запись суммарного электрического потенциала, появившегося при возбуждении множества миокардиальных клеток, а метод исследования называется электрокардиографией.Для регистрации ЭКГ у человека применяют три стандартных биполярных отведения — расположение электродов на поверхности тела. Первое отведение — на правой и левой руках, второе — на правой руке и левой ноге, третье — на левой руке и левой ноге. Кроме стандартных отведении, применяют отведения от других точек грудной клетки в области расположения сердца, а также однополюсные, или униполярные, отведения.Типовая ЭКГ человека состоит из пяти положительных и отрицательных колебаний — зубцов,соответствующих циклу сердечной деятельности. Их обозначают латинскими буквами Р, Q, R, S, Т, а грудные отведения (перикардиальные) - V (V1, V2 V3, V4, V5, V6). Три зубца (Р, R, Т) направлены вверх (положительные зубцы), а два (Q, S) — вниз (отрицательные зубцы). Зубец Р отражает период возбуждения предсердий, продолжительность его равна 0,08—0,1 с. Сегмент P - Q соответствует проведению возбуждения через предсердно-желудочковый узел к желудочкам. Он продолжается 0,12—0,20 с. Зубец Q отражает деполяризацию межжелудочковой перегородки. Зубец R — самый высокий в ЭКГ, он представляет собой деполяризацию верхушки сердца, задней и боковой стенок желудочков. Зубец S отражает охват возбуждением основания желудочков, зубец Т — процесс быстрой реполяризации желудочков. Комплекс QRS совпадает с реполяризацией предсердий. Его продолжительность составляет 0,06—0,1 с. Комплекс QRST обусловлен появлением и распространением возбуждения в миокарде желудочков, поэтому его называют желудочко-вым комплексом. Общая продолжительность QRST приблизительно равна 0,36 с. Условная линия, которая соединяет две точки ЭКГ с наибольшей разностью потенциалов, называется электрической осью сердца.Электрокардиография в диагностике заболеваний сердца дает возможность детально исследовать изменения сердечного ритма, возникновение дополнительного очага возбуждения при появлении экстрасистол, нарушение проводимости возбуждения по проводящей системе сердца, ишемию, инфаркт миокарда.

Электрические потенциалы, возникающие в клетках сердца при его возбуждении, распространяются по всему телу и могут быть зарегистрированы с помощью электродов, присоединенных к разным участкам тела человека (конечности, грудная клетка). Электроды соединяются с прибором, обеспечивающим усиление и регистрацию потенциалов сердца (электрокардиограф). Запись биотоков сердца на пленке или бумаге называется электрокардиограммоЙ (ЭКГ).

Электроды (металлические пластинки, под которые помещается марлевая прокладка, смоченная раствором электролита) размещают на конечностях (стандартные отведения: первое - правая и левая рука, второе - правая рука и левая нога, третье - левая нога и левая рука) и на определенных участках грудной клетки. Запись ЭКГ можно производить в покое (в положении лежа, сидя, стоя) и непосредственно при мышечной деятельности (работа на велоэргометре, бег на тредбане и др.). Для регистрации ЭКГ на расстоянии применяют специальную портативную телеметрическую аппаратуру: транзисторный передатчик, соединенный с электродами, прикрепленными к коже в области грудины.

При анализе ЭКГ определяют величину зубцов в милливольтах и продолжительность интервалов между ними в долях секунды. В каждом сердечном цикле различают зубцы Р, Q, R, S и Т. Зубец Р отражает процесс возбуждения в предсердиях. Интервал PQ - время, в течение которого возбуждение распространяется от предсердий до желудочков (предсердно-желудочковая задержка). В среднем оно равно 0,12-0,18 сек. Комплекс зубцов

 QRS возникает при возбуждении желудочков. Его продолжительность в покое равна 0,06-0,08 сек. Величина самого большого положительного зубца R в среднем составляет 0,2-2,0 мв. Широкий зубец Т связан с восстановительными процессами в миокарде после его возбуждения (т. е. с реполяризацией).

Интервал QRST, или сокращенно Q - Т, называется электрической систолой. Это - время, в течение которого миокард охвачен волной возбуждения. Оно зависит от продолжительности сердечного цикла, которую удобнее всего определять по интервалу R - R. Зная среднюю продолжительность сердечного цикла и скорость движения ленты в электрокардиографе, нетрудно рассчитать частоту сердцебиений: Например, если лента движется со скоростью 3000 мм/мин., а длительность сердечного цикла составляет в среднем 20 мм, то частота сердцебиений в данном случае равна 150 ударам в 1 мин. (3000: 20 = 150).

По показателям ЭКГ можно судить об автоматии, проводимости и возбудимости сердечной мышцы.

· Особенности автоматии сердца проявляются в изменениях частоты и ритма комплексов зубцов ЭКГ,

· особенности изменения проводимости - в продолжительности интервалов, а

· возбудимости- в динамике ритма и вольтаже зубцов.

У здоровых .людей может наблюдаться синусовая аритмия, при которой разница в продолжительности сердечных циклов в покое составляет 0,1-0,3 сек. и более. Иногда аритмия связана с фазами дыхания (дыхательная аритмия). В этих случаях сердцебиения учащаются при вдохе и урежаются при выдохе. Нарушение ритма сердечных сокращении нередко проявляется в виде экстрасистолии (возникновение дополнительных внеочередных систол). Экстрасистолы могут возникать в синусовом узле, в других отделах проводящей системы и даже в клетках сократительного миокарда. Под влиянием физических нагрузок происходит укорочение сердечного цикла и большинства интервалов ЭКГ. Зубец Р при этом увеличивается, а вольтаж комплекса зубцов QRS несколько снижается. Нередко наблюдается смещение интервалов Р - Q и S – Т ниже изолинии. Изменение показателей ЭКГ при работе обусловлено активацией энергетических процессов в миокарде, а в некоторых случаях и возникновением кислородной недостаточности.